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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Centro Interdisciplinario de Ciencias Marinas Departamento de Pesquerías y Biología Marina BIOLOGÍA REPRODUCTIVA DEL TIBURÓN AZUL Prionace glauca (Linnaeus, 1758) EN LA COSTA OCCIDENTAL DE BAJA CALIFORNIA SUR, MÉXICO. Tesis que para obtener el grado de: Maestro en Ciencias con especialidad en Manejo de Recursos Marinos Presenta: Biól. Maribel Carrera Fernández. La Paz, Baja California Sur, México. Junio 2004. DEDICATORIA A mis padres JULIO CARRERA e ISABEL FERNÁNDEZ por darme la vida, su confianza y ayudarme a cumplir mis sueños! A mis hermanos ERIKA CARRERA y JAVIER CARRERA por ser mi ejemplo a seguir, por su apoyo incondicional y tanto amor! A mi mejor amiga NANCY CAMPOS DE JESÚS. por compartir tantos sueños juntas y por ser la hermana que Dios me permitió escoger! A mi gran amigo ALBERTO VELÁSQUEZ BRAVO por enseñarme el significado de la fortaleza y a tener sueños e ilusiones a pesar de la adversidad! ¡¡¡Gracias por existir... Los quiero mucho!!! AGRADECIMIENTOS A mi director de tesis Dr. Felipe Galván Magaña, por aceptarme como su alumna, dándome la oportunidad de conocer el fascinante mundo de los tiburones; por ser mi mayor ejemplo a seguir y ser más que un maestro, un excelente amigo. Por su confianza y apoyo total mil gracias “Doc”!!! A la Dra. B. Patricia Ceballos por sus aportes y comentarios tan acertados en la elaboración de esta tesis, por su invaluable apoyo con el trabajo histológico y por aceptarme en su proyecto. Muchas gracias Paty!!! A la M.C. Caroline A. Downton, por sus aportes y criticas constructivas que ayudaron a mejorar y complementar este trabajo, por sus consejos y ser una excelente maestra y amiga...Gracias Carito!!! Al Dr. L. Andrés Abitia, por su amistad, por su apoyo y por sus acertadas observaciones en la elaboración de este trabajo...Gracias Doc!! Al Dr. Agustín Hernández H. por sus comentarios y sugerencias, los cuales contribuyeron a enriquecer esta investigación...Gracias!!! Al M. C. Marcial Arellano, por el apoyo económico brindado, al permitirme formar parte de su proyecto...Gracias Marcial!! Al CICIMAR, IPN y CONACYT por darme la oportunidad de realizar la maestría y por el apoyo económico otorgado a través de becas y del apoyo a los diferentes proyectos de tiburones dirigidos por el Dr. Felipe Galván. A mi familia, un agradecimiento enorme, por los sacrificios, por el apoyo incondicional y ser mi ejemplo. A la Familia Fernández (Tía Bety, Tío Juan y tía Pifa, gracias por tanto cariño) y a la Familia Carrera (Abuelita, Dios te bendiga!; A mis tíos: Pancho, Ángeles, Maria, Nacho, Juan, Amalia y los que faltan en esta lista especial, gracias por su apoyo!! A mi segunda familia: tía María, tía Tina, nana Alba, Belén, Juan y Tony, por aceptarme en su casa como una hija más y por brindarme su apoyo y su cariño, haciendo más agradable mi estancia en La Paz... Gracias por todo, los quiero mucho!!!! Porque la amistad es la fuerza que mueve al mundo... ☺ A mi amiga de toda la vida Nancy campos, por tu amistad, por ser parte importante en mi vida, eres mi ejemplo y sabes que este logro es por las dos!! Gracias por ser como eres hermanita!!!! A mi amigo de siempre Alberto Velásquez, por compartir tantos momentos juntos, así como alegrías y tristezas, sabes que cuentas conmigo. Ánimo niño...Échale muchas ganas...confío en ti. A mis queridas amigas de la BUAP: Nuria, Dalia y Karen: porque son una parte importante en mi vida; aun recuerdo nuestras interminables platicas “científicas” y “existenciales” en los salones y jardines de Biología...Gracias por conservar esta linda amistad, a pesar del tiempo y la distancia...Las admiro y las quiero mucho!!! A los Abitia boys: Ofelia, Dana, Carmen, Xchel y Marcela; por todos los momentos compartidos, por su invaluable amistad y por permitirme ser parte del cardúmen, a pesar de ser un tiburón azul. Al interminable Clan Galván y anexos del laboratorio: Nallely (por los buenos momentos), Don Pancheiro (por sus consejos y apoyo),Tía Anita, Ruth, Zulette, Armando, Lalito, Martín, Fernando, Uriel, Mauricio Conde, Arturo, Melissa, Beatriz, Deivis, Carlos, Víctor Galván, Román, José Miguel, Toño( por tu apoyo), “Guerito Concho”, José Ángel, José Luis, Juan Manuel, Juan Pedro y Don Macario; por los momentos padres compartidos en el laboratorio y en las salidas de campo. A los compañeros y amigos de CICIMAR: Lupita Durga (por las escapadas a la playa y a bailar);A Jorge López ( por tu invaluable ayuda en el laboratorio). A los choferes y lancheros: Don Pablito, Don Payin, Don Alfredo, Don Toño, Don Cone y Don Chuy (por pelearse con las gaviotas para obtener las muestras y por las ricas comidas en las salidas de campo) ¡¡¡¡Gracias!!!! A los pescadores de Punta Belcher, Punta Lobos, El pardito, Santa Maria, Las Barrancas y El Sauzoso, por su hospitalidad, su apoyo en la colecta de muestras y por sus encantadoras charlas. Ya que sin su ayuda no hubiera sido posible este trabajo...Mil Gracias!!! A todos aquellos que me faltó mencionar, pero que de una u otra manera contribuyeron con consejos o buenos ratos para que este trabajo pudiera realizarse... GRACIAS!!!!! Biología Reproductiva del Tiburón azul Prionace glauca... ÍNDICE GLOSARIO.......................................................................................................................... i LISTA DE FIGURAS Y TABLAS................................................................................... iii RESUMEN........................................................................................................................... v ABSTRACT........................................................................................................................ vi I. INTRODUCCIÓN........................................................................................................... 1 II. ANTECEDENTES......................................................................................................... 4 III. JUSTIFICACIÓN......................................................................................................... 7 IV. OBJETIVOS................................................................................................................. 8 V. ÁREA DE ESTUDIO..................................................................................................... 9 VI. MATERIAL Y MÉTODOS....................................................................................... 12 VII. RESULTADOS.......................................................................................................... 15 7.1 Distribución temporal del tiburón azul en Baja California Sur..................... 15 7.2 Composición de tallas......................................................................................... 17 7.3 Proporción de sexos............................................................................................. 18 7.4 Madurez sexual en machos................................................................................. 19 7.4.1 Descripción del aparato reproductor: comparación entre juveniles y adultos......................................................................................................... 19 7.4.2 Escala de madurez en machos.................................................................. 28 7.4.3 Talla de primera madurez en machos..................................................... 29 7. 5 Madurez Sexual en hembras .............................................................................. 307.5.1 Descripción del aparato reproductor: comparación entre juveniles y adultas......................................................................................................... 30 Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. Biología Reproductiva del Tiburón azul Prionace glauca... 7.5.2 Escala de madurez en hembra................................................................... 39 7.5.3 Talla de primera madurez en hembras...................................................... 40 7.5.4 Fecundidad y periodo de gestación............................................................ 42 VIII. DISCUSIÓN............................................................................................................. 45 8.1 Distribución temporal del tiburón azul en Baja California Sur...................... 45 8.2 Composición de tallas......................................................................................... 46 8.3 Proporción de sexos............................................................................................. 47 8.4 Madurez sexual en machos................................................................................. 48 8.4.1 Descripción del aparato reproductor: comparación entre juveniles y adultos......................................................................................................... 48 8.4.2 Escala de madurez en machos.................................................................. 49 8.4.3 Talla de primera madurez en machos..................................................... 49 8. 5 Madurez Sexual en hembras............................................................................... 50 8.5.1 Descripción del aparato reproductor: comparación entre juveniles y adultas......................................................................................................... 50 8.5.2 Escala de madurez en hembras.................................................................. 52 8.5.3 Talla de primera madurez en hembras...................................................... 52 8.5.4 Fecundidad y periodo de gestación............................................................ 53 IX. CONCLUSIONES...................................................................................................... 55 X. RECOMENDACIONES.............................................................................................. 57 XI. LITERATURA CITADA........................................................................................... 58 Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca GLOSARIO ESPERMATOCITO: Es la célula germinal masculina que se encuentra en proceso de maduración (Lender et al., 1982). ESPERMATÓFORO: Es un saco o paquete que contiene cúmulos alineados de espermatozoides rodeados por una matriz (Pratt y Tanaka, 1994). ESPERMATOGÉNESIS: Es un proceso biológico en el cual se producen el desarrollo y diferenciación de las células sexuales masculinas (espermatozoides) en las gónadas de los machos (Lender et al., 1982). ESPERMATOGONIA: Es la célula germinal masculina en su estado diploide que se encuentra en multiplicación activa por mitosis en la zona germinativa de los testículos (Lender et al., 1982). ESPERMATOZEUGMATA: Es un conjunto de masas organizadas de espermatozoides unidos por una matriz cohesiva para formar masas ovoides o amorfas (Pratt y Tanaka, 1994) ESPERMATOZOIDE: Es el gameto masculino maduro que se caracteriza porque presenta movilidad (Lender et al., 1982). ESPERMIOGÉNESIS: Fase en que el espermatozoide sufre una diferenciación para adquirir su forma final (Houillon, 1978). ESTROMA: Tejido conjuntivo que sirve de sostén y se encuentra dentro del ovario (Pratt, 1979). FECUNDIDAD: Es la capacidad reproductiva de un organismo. Esta basada en la tasa de producción de huevos en especies ovíparas y el número de embriones en los úteros de especies vivíparas (Dood, 1983). Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. i Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca GÓNADA: Glándula productora de gametos; en las hembras produce huevos y en los machos espermatozoides (Houillon, 1978). GONOPTERIGIOS: Órganos copuladores del macho, que son modificaciones de los bordes internos de las aletas pélvicas y se prolongan hacia atrás, mucho más que las aletas mismas, son característicos de los elasmobranquios (Álvarez del Villar, 1978). OVARIO EXTERNO: Se caracteriza porque tiene los ovocitos expuestos sobre el estroma. Este ovario es característico de la familia Carcharhinidae y Sphyrnidae (Pratt, 1988). OVIPARIDAD: Desarrollo embrionario que se lleva a cabo fuera del cuerpo de la madre; donde el embrión se alimenta solamente del vitelo presente en su cápsula (Pratt y Castro, 1990). TERCER MEMBRANA: Es la cubierta que protege al huevo fecundado; en especies vivíparas placentarias esta membrana es muy delgada y transparente (Hamlett, 1999). VITELOGÉNESIS: Este proceso se caracteriza por la aparición de gránulos de vitelo, que se van desarrollando e incrementando su tamaño, y después se fusionan para formar una masa fluida continua de vitelo (Houillon, 1978). VIVIPARIDAD APLACENTARIA: El desarrollo embrionario se realiza dentro del cuerpo de la madre; el embrión se alimenta de vitelo del ovocito y también puede recibir alimento por parte de la madre, pero sin que exista una conexión directa con ella (Wourms, 1977). VIVIPARIDAD PLACENTARIA: El desarrollo embrionario se realiza en el cuerpo de la madre y existe una conexión entre el embrión y la madre a través de una speudoplacenta por la cual le transmite alimento y a su vez el embrión expulsa sus desechos metabólicos (Wourms 1977; Wourms 1981). Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. ii Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca LISTA DE FIGURAS Y TABLAS FIGURAS. FIGURA 1. Tiburón azul (Tomado de FAO, 2000).............................................................. 3 FIGURA 2. Distribución geográfica del tiburón azul (Tomado de la FAO, 2000)............. 4 FIGURA 3. Área de estudio, mostrando la ubicación de los campamentos pesqueros ..... 11 FIGURA 4. Distribución temporal del tiburón azul durante el periodo de estudio............ 15 FIGURA 5. Composición de tallas total para machos y hembras del tiburón azul............ 17 FIGURA 6. Proporción de sexos en el tiburón azul............................................................ 19 FIGURA 7. Morfología externa del aparato reproductor un tiburón macho inmaduro...... 21 FIGURA 8. Morfología externa del aparato reproductor de un tiburón macho adulto....... 21 FIGURA 9. Esquema de un testículo de tipo diamétrico.................................................... 22 FIGURA 10. Corte transversal del testículo visto al microscopio, mostrando el desarrollo diamétrico de los folículos seminíferos......................................................... 22 FIGURA 11. Fases del desarrollo de los folículos seminíferos en el tiburón azul............. 24 FIGURA 12 Vista del epidídimo a nivel microscópico...................................................... 25 FIGURA 13. Vesícula seminal........................................................................................... 27 FIGURA 14. Espermatozeugmata de tipo compuesto........................................................ 27 FIGURA 15. Relación entre la longitud total del tiburóncon la longitud del gonopterigio en diferentes condiciones reproductivas....................................................... 29 FIGURA 16. Talla de primera madurez en machos del tiburón azul.................................. 30 FIGURA 17. Relación de la longitud total del tiburón con el ancho de los testículos....... 30 FIGURA 18. Relación de la longitud total del tiburón con el largo de los testículos......... 30 FIGURA 19. Morfología externa del aparato reproductor de una hembra inmadura......... 32 FIGURA 20. Morfología externa del aparato reproductor de hembra subadulta................ 32 Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. iii Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca FIGURA 21. Morfología externa del aparato reproductor de una hembra grávida............ 33 FIGURA 22. Morfología externa del aparato reproductor de una hembra posparto.......... 33 FIGURA 23. Ovario externo del tiburón azul..................................................................... 34 FIGURA 24. Corte transversal de la glándula oviducal..................................................... 35 FIGURA 25. Almacén de esperma (AE) en los túbulos oviducales (TO)........................ 35 FIGURA 26. Túbulos oviducales con esperma almacenado ........................................... 35 FIGURA 27. Embriones de tiburón azul, en diferentes grados de desarrollo ................... 38 FIGURA 28. Relación entre el diámetro del ovocito más grande y la longitud total de la hembra..................................................................................................................... 41 FIGURA 29. Relación entre el diámetro de la glándula oviducal y la longitud total ....... 41 FIGURA 30. Talla de primera madurez para las hembras de tiburón azul......................... 41 FIGURA 31. Relación de la talla materna con el número de embriones............................ 42 FIGURA 32. Diámetro mensual de los ovocitos de hembras maduras............................... 44 FIGURA 33. Longitud total mensual de los embriones del tiburón azul............................ 44 TABLAS TABLA 1. Número de organismos observados durante el periodo de estudio.....................16 TABLA 2. Relación de hembras con almacén de esperma .................................................36 TABLA 3. Relación de hembras grávidas............................................................................43 Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. iv Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca RESUMEN El tiburón azul Prionace glauca es la especie más abundante en la costa occidental de Baja California Sur, sin embargo, se desconocen los aspectos reproductivos de la especie para esta área geográfica de México. Los muestreos fueron realizados de agosto del 2000 a marzo del 2003, en Punta Belcher, Punta Lobos y Las Barrancas en la costa occidental de Baja California Sur. Se tomaron medidas de las estructuras reproductivas para la determinación de la madurez sexual y se recolectaron muestras para realizar análisis histológico en machos y hembras. Se obtuvieron 1033 organismos, 631 machos y 402 hembras. La mayor abundancia se presentó en los meses de invierno y primavera, con una temperatura promedio de 16°C a 19°C. Los machos presentaron tallas de 81 cm a 270 cm de longitud total y las hembras de 90 cm a 252 cm. La proporción de sexos en embriones fue de 1H:1M y en los adultos fue de 0.5H:1M, esto sugiere una segregación por sexos al alcanzar la madurez. La talla de primera madurez fue de 180 cm LT para machos y 200 cm de LT para hembras. La mayoría de los machos juveniles se encontraron en invierno- primavera y los adultos en el verano. Se registraron 37 hembras grávidas, principalmente en invierno, con un intervalo común de 27 a 33 embriones en diferentes fases de desarrollo. La hembra grávida más pequeña midió 172 cm de LT. Los embriones más pequeños se presentaron en agosto-septiembre y los que presentaron la talla de nacimiento se encontraron en mayo-julio, lo que sugiere un periodo de gestación de 12 meses. Con el análisis histológico se observó que los machos presentan testículos de tipo diamétrico. En los adultos se encontró esperma en el epidídimo, en los ductos deferentes y espermatozeugmata de tipo compuesto en la vesícula seminal. Se encontró almacén de esperma en las glándulas oviducales de 15 hembras en diferentes estados de madurez corroborando que el almacén es a largo plazo, la hembra más pequeña con esperma almacenado midió 177 cm de longitud total. Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. v Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca ABSTRACT The blue shark Prionace glauca was the most abundant shark in the western coast of Baja California Sur; however, the reproductive aspects of the specie in this geographical area of Mexico are unknown. Samples were obtained in the fishing camps of Punta Belcher, Punta Lobos and Las Barrancas, in the western coast of Baja California Sur, from August 2000 to March 2003. Measurements were taken of the reproductive organs; clasper length, length and width of the oviducal gland, and diameter of the biggest oocyte to determinate the sexual maturity in males and females. A total of 1033 blue sharks, 631 males and 402 females were sampled. The biggest abundance was in winter and spring, with temperatures between 16°C y 19°C Males ranged from 81 cm to 270 cm TL; whereas females were from 90 cm to 252 cm TL. Sex ratio in embryos was 1F:1M whereas the sex ratio in adults was 0.5F:1M, which suggests a sex segregation when they reach maturity. Size of first maturity for males was 180 cm TL, and 200 cm for females. Most of the juvenile males were found during winter and spring; whereas adults were found in summer. We recorded 37 pregnant females with a interval of 27 to 33 embryos with different development phases. The smallest pregnant female was 172 cm TL. The smallest embryos were found during August- September and embryos in full term were in May and July. The histological analysis showed that males have diametric testes, the mature males showed sperm in epididymis, ductus deferens and compound or multilayered spermatozeugmata in seminal vesicle. We found sperm storage in the oviducal glands of 15 females, which had maturity stages different corroborating a long-term storage; the smallest female with spermatozoa was 177 cm LT. Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. vi Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca I. INTRODUCCIÓN Los tiburones son de gran interés para el hombre debido a que se considera un recurso pesquero importante al ser capturados por sus aletas, carne, piel, dientes, hígado y cartílago (Pratt y Casey, 1990). Sin embargo, el continuo aumento de los niveles de explotación de estos elasmobranquios y la demanda de la aleta de tiburón, parecen estar afectando la sustentabilidad de este recurso, causando una disminución de sus poblaciones en muchos lugares del mundo. El tiburón azul se caracteriza por ser una de las especies más fecundas y por lo tanto muy abundante en todos los océanos, pero es también de las más capturadas en pesca artesanal como pesca incidental Se estima que más de 300 mil toneladas de elasmobranquios se capturan anualmente como pesca asociada de las pesquerías industriales. La mayoría proviene de redes de deriva y palangres en las capturas atuneras de altura de Japón, Corea y Taiwan. La especie más afectada es el tiburón azul, con más de 6 millones de individuos capturados anualmente. Uno de los problemas principales a los que se enfrenta es la práctica del “aleteo”, que consiste en cortarlas aletas de los tiburones y tirar a los animales en muchos casos todavía vivos (Cortés, 2003). En la costa del Pacífico norte mexicano, la composición de capturas está menos documentada; pero se sabe que la pesquería incide principalmente en Prionace glauca, Isurus oxyrinchus y Alopias spp., así como otras especies de hábitos costeros del género Carcharhinus (Holts et al., 1998). Aunque en pocos países ( España, Brasil, Italia y Francia) hay mercado especifico de tiburón azul, éste está dirigido a la compra de las aletas (FAO, 2000), aunque se consideran de baja calidad, tienen importancia por su volumen (Castro et al., 1999). El reclutamiento y por lo tanto la abundancia de una especie depende principalmente de la reproducción. Teniendo en cuenta que los elasmobranquios exhiben diversas estrategias reproductivas como son: madurez tardía, fecundidad baja y largos periodos de gestación; la mayoría de las poblaciones no responden satisfactoriamente a las técnicas de pesca, que están enfocadas generalmente a la captura de peces óseos. Como Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 1 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca consecuencia este recurso se caracteriza por ser de corto tiempo o de baja producción, además de que es lento en recuperarse y algunas veces requiere décadas para alcanzar sus anteriores niveles poblacionales (Holden, 1974; Cailliet y Bedford, 1983). En las pesquerías de algunas especies de tiburones, se han determinado parámetros de crecimiento y reproducción, para la evaluación adecuada de las poblaciones. Sin embargo, los principales factores que complican el manejo y regulación de este recurso son la poca información biológica disponible para muchas otras especies (Tovar-Ávila, 2000; Cortés, 2003). De esta información, los aspectos reproductivos ocupan el primer lugar de importancia. (Anónimo, 2000). Determinando la biología reproductiva, se puede llegar a conocer la capacidad reproductiva de la especie y por lo tanto la tasa de recuperación de la población, las principales áreas de crianza, el desarrollo de juveniles, y la distribución espacial tanto por sexos como por tallas, éstas son de vital importancia en la evaluación de la dinámica y estructura poblacional de las especies explotadas (Anónimo, 2000). El método tradicional que se ha desarrollado y aplicado para determinar la biología reproductiva; se basa principalmente en datos morfométricos y características externas de los organismos. Por lo que el trabajo consiste en tomar medidas de las estructuras reproductivas para categorizar a hembras y machos como adultos o juveniles. Se estima la fecundidad mediante el conteo de embriones y se estima el periodo de gestación. Sin embargo, algunos aspectos como el periodo de apareamiento o fertilización son difíciles de determinar. Actualmente, son más los trabajos que utilizan el método histológico como una herramienta para conocer la biología reproductiva, con mayor énfasis en el proceso de gametogénesis, el tipo de almacén de esperma, el tiempo que está almacenado y de esta manera poder determinar periodos definidos de actividad reproductiva como el apareamiento, la fertilización de los ovocitos y el inicio de la gestación, estableciendo estados de madurez mas específicos. Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 2 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca El tiburón azul Prionace glauca, es uno de los tiburones oceánicos más abundantes (Beckett, 1970; Stevens, 1976) y es el de más amplia distribución en todos los océanos del mundo (Compagno, 1984). Es una especie delgada y fusiforme, con un hocico largo y estrechamente redondeado. La primera aleta dorsal se ubica hacia la parte posterior del cuerpo; Las aletas pectorales son muy largas, angostas y levemente falciformes, el pedúnculo caudal presenta a cada lado una débil quilla. Su color en el dorso es azul oscuro y en los flancos azul intenso y el vientre blanco (Compagno et al., 1995) (Fig.1). Figura 1. Tiburón azul (Tomado de FAO, 2000). Es una especie vivípara placentaria. El período de gestación es de 9 a 12 meses (Pratt, 1979). La fecundidad es muy variable, con un intervalo común de 28 a 54 embriones (Castro et al., 1999), aunque existe un registro máximo de 135 embriones, lo que coloca al tiburón azul como una de las especies más fecundas (Gubanov y Grigor’yev, 1975). Aunque este tiburón tiene como estrategia reproductiva el tener muchas crías, no produce suficiente volumen para soportar la presión ejercida a través de la pesca; por lo que esta estrategia se considera como un factor limitante (Pratt y Casey, 1990). Por ello es importante conocer los aspectos biológicos de la especie; con especial atención en la reproducción, que permitan aportar elementos para la regulación pesquera en Baja California Sur y en el resto del país. Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 3 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca II. ANTECEDENTES Distribución, hábitat y biología. El tiburón azul, pertenece al orden Carcharhiniformes, familia Carcharhinidae, género Prionace con una sola especie: Prionace glauca (Nelson, 1994). Diversos estudios se han realizado con esta especie, dada su importancia a nivel mundial. En cuanto a su distribución, este tiburón habita la zona oceánica-epipelágica y litoral de aguas templadas, subtropicales y tropicales (Pratt, 1979).Se puede encontrar desde la superficie hasta 152 metros de profundidad, con un record de 600 m; en ocasiones puede encontrarse en la costa, especialmente de noche. Es frecuente en áreas que presentan una plataforma continental angosta. Prefiere aguas frías de 7 - l6°C, pero puede tolerar 21°C o más; Aunque se encuentra presente en los trópicos lo hace a grandes profundidades (Carey y Scharold, 1990).En el Océano Pacífico tiene una mayor abundancia entre los 20 y 50° N (Compagno 1984). Presenta un patrón de movimientos estacionales, con un incremento en la abundancia en altas latitudes durante el verano y en bajas latitudes en el invierno (Sudda 1953; Strasburg 1958; Compagno 1984). Se encuentra en los trópicos entre los 20° N y S. Siendo abundante de manera uniforme durante todo el año (Fig. 2). Figura 2. Distribución geográfica del tiburón azul (Tomado de la FAO, 2000). Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 4 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca El tiburón azul se alimenta de peces pequeños como Engraulis mordaz, Sygnathus californiensis, Trachurus simetricus y Chromis punctipinnis. Cefalópodos asociados con el hábitat pelágico, componen la presa principal en tiburones capturados cerca de Isla Catalina, California, E.U. Se llegó a la conclusión que los tiburones se mueven hacia la costa para alimentarse en el invierno de grupos de calamares de la especie Loligo opalescens (Tricas,1979). Para el Océano Atlántico Norte, se encontró que los cefalópodos representaron el grupo primario de alimento, seguido de peces teleósteos en menor importancia (Kohler y Stillwell,1981; Kohler, 1989; Clark et al., 1996; Macnaughton et al., 1998). Uno de los trabajos más reciente fue realizado por Vaske-Junior (1998) que estudia al tiburón azul y al tiburón mako provenientes de las aguas del sureste de Brasil, los cefalópodos fueron la presa principal para el tiburón azul con especies como Chiroteuthis verany, Moroteuthis robsoni y Ancistrocheirus lesueuri, mientras que el pez Lepidocibium flavobrunneum fue la segunda presa más importante. Al igual que otros elasmobranquios, los tiburones azules tienen una estrategia reproductiva compleja, lo cual le ha ayudado a su éxito como especie. Suda (1953), Strasburg (1958), Aasen (1966) y Stevens (1974) hancontribuído con información acerca de la reproducción del tiburón azul en el Océano Pacífico y en el Océano Atlántico. Pratt (1979), aporta información sobre el mecanismo de almacenamiento de esperma y las adaptaciones para el apareamiento de tiburones azules del Océano Atlántico noroccidental. Cailliet y Bedford (1983) proponen para las costas de California, una talla de primera madurez de 220 cm de longitud total y como talla de nacimiento de 34 a 63 cm LT. Otake y Mizue (1985) con muestras obtenidas de las costas de Japón, realizan observaciones sobre la estructura de la placenta. Harvey (1989), realiza investigaciones sobre los hábitos alimenticios, abundancia estacional, tamaño y sexo del tiburón azul en Bahía Monterey, California y propone un patrón de migración asociado a la madurez y sexo; mientras que De Carbalho (1992), hace una reinterpretación de la morfología del gonopterigio con notas sobre la terminología de las estructuras. Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 5 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca Pratt (1993), realiza estudios sobre el almacenamiento de esperma en las glándulas oviducales de varias especies de tiburón, estableciendo tres patrones de inseminación; registrando para el tiburón azul un almacenamiento a largo plazo con inseminación repetida. Hazin (1994), realiza estudios de reproducción en el sudoeste ecuatorial del Océano Atlántico, con 82 machos y 88 hembras. En 38 hembras encontró almacenamiento de esperma en las glándulas oviducales. Nakano (1994), describe la biología reproductiva del tiburón azul, incluyendo la proporción y distribución de cada sexo en el Océano Pacífico Norte, con una talla de madurez para los machos entre los 175 y 218 cm de LT con 4 y 5 años y para las hembras maduran entre los 189.5 y 218 cm LT, que corresponden de 5 a 6 años. Castro y Mejuto (1995), observaron un comportamiento diferente en cuanto a desarrollo y migración entre sexos, para el Golfo de Guinea y mencionan que el número de embriones está en relación directa con la longitud total de la hembra. Laughlin y Urogetz (1999), concluyen que las aguas costeras de California podrían ser una zona de alumbramiento y crianza, al observar la expulsión de crías en esta área. En el Océano Pacífico Mexicano Reyes-González (2001) realiza el primer trabajo sobre reproducción de tiburón azul, en las costas adyacentes a Bahía San Quintín, Baja California, reportando una talla de primera madurez entre 145 y 175 cm de LT en machos y desde los 199 cm LT para las hembras. Ramírez-González (2002) describe la captura comercial de tiburones pelágicos en la costa occidental de Baja California Sur, México donde abarca algunos aspectos de la biología de las especies capturadas entre las que se encontró tiburón azul. Esta especie también se registró en la costa suroccidental del Golfo de California, México, en un estudio realizado sobre captura comercial por Guerrero- Maldonado (2002). Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 6 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca III. JUSTIFICACIÓN Los tiburones a diferencia de los peces teleósteos presentan un lento crecimiento y un índice de fecundidad bajo por lo que son más susceptibles a la sobreexplotación; teniendo como resultado una disminución drástica de las poblaciones de tiburones a escala mundial, incluyendo a México. A pesar de que existe información amplia sobre aspectos biológicos de los tiburones incluyendo la reproducción, los resultados son muy variables entre sí, debido a que las características ambientales son diferentes en cada región geográfica o a que se emplean diferentes métodos de determinación de madurez. Prionace glauca es la especie más abundante y es la que soporta la mayor pesquería de tiburón en la costa occidental de Baja California Sur, al ser una especie importante es necesario conocer algunos aspectos relacionados con su reproducción. El tiburón azul se caracteriza por presentar un desarrollo gradual en sus estructuras reproductivas, por esta razón el método clásico para determinar la madurez sexual con medidas morfométricas no es suficiente, por lo que en este estudio se complementa con el método histológico como un indicador más preciso. La combinación de ambos métodos generará un conocimiento más completo de la biología reproductiva como parte de los elementos biológicos necesarios para su regulación, en el sector pesquero o en la conservación de la especie. Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 7 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca IV. OBJETIVOS 4.1 Objetivo General Describir la biología reproductiva del tiburón azul Prionace glauca en la costa occidental de Baja California Sur, México. 4.2 Objetivos Particulares Determinar la distribución temporal en la costa occidental de Baja California Sur. Determinar la composición de tallas de los organismos capturados. Determinar la proporción de sexos en embriones, juveniles y adultos. Describir el desarrollo de los folículos seminíferos de los machos. Describir el almacenamiento de esperma en la glándula oviducal de las hembras. Caracterizar los estados de madurez en machos y hembras. Determinar la talla de primera madurez para machos y hembras. Conocer la fecundidad y el periodo de gestación. Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 8 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca V. ÁREA DE ESTUDIO El área de estudio, queda comprendida entre los 22° y los 27° latitud Norte y los 110° y los 113° longitud Oeste, en la costa occidental de la Península de Baja California (Fig.3). Esta área forma parte de la región central del Océano Pacífico Oriental, la cual tiene en su conjunto una geomorfología compleja, presentando algunas áreas relativamente someras, junto con numerosas montañas, cordilleras y trincheras submarinas (Wooster y Cromwell, 1958). La plataforma continental es relativamente angosta, ensanchándose en algunos lugares donde se presentan golfos, bahías y lagunas costeras; mientras que el talud continental presenta anchuras variables y gradientes diferentes de pendiente (Chase, 1968). En la costa occidental de Baja California Sur, se encuentran algunos cañones y montañas submarinas como son: “Tío Sam”, “Rosa”, “Lusitania”, “Morgan” y “Golden Gate”; además de un sistema volcánico que se ubica entre las Islas Revillagigedo y la propia península (Chase, 1968). Estas montañas submarinas constituyen a menudo puntos importantes de concentración de peces, debido a los fuertes vientos y movimientos locales que propician que las masas de agua interactúen con las costas, islas y las propias cimas de las montañas submarinas, formando condiciones oceanográficas intensas como remolinos y surgencias (Klimley y Butler, 1988).Las surgencias tienen lugar en varias épocas del año y son mas frecuentes al sur de Bahía Magdalena durante el invierno y primavera (Sverdrup et al, 1942). Con respecto a la hidrología, el área de estudio está influenciada por dos grandes corrientes: la Corriente de California y la Corriente Norecuatorial. La Corriente de California transporta aguas de origen subártico, hacia el sur a lo largo de la costa oeste de Estados Unidos y de la península de Baja California; los límites, la dirección y la velocidad de esta corriente varían considerablemente con la época del año y se caracteriza por su temperatura y salinidad relativamente bajas y por un alto contenido de oxigeno disuelto (Sverdrup et al, 1942). Mientras que la Corriente Norecuatorial transporta aguas de origen trópico-occidentales, que se caracterizan por valores altos de temperaturay salinidad y Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 9 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca bajos niveles de oxigeno disuelto, esta corriente y la de California se encuentran en las inmediaciones de Cabo San Lucas y Cabo Corrientes, dando origen a pronunciados gradientes en estos factores (Sverdrup et al, 1942). Frente a Baja California, el flujo de la Corriente de California se incrementa en invierno; ante el debilitamiento de los vientos septentrionales, se produce una contracorriente costera, conocida como la Corriente de Davidson, que circula en dirección norte (Gulland, 1971; Robles-Gil,1985). Con los vientos del norte en primavera, la Corriente de California se acerca a la costa, elimina la contracorriente superficial de Davidson y condiciona la aparición de surgencias a lo largo de la costa (Walsh, 1974). En verano y otoño la Corriente de California fluye lentamente hacia el sur, pero mar adentro, mientras se incrementa la influencia de la Corriente de Davidson hacia el norte a lo largo dela costa. Al chocar con la Corriente de Costa Rica, a una latitud que varia alrededor de los 23° N, la Corriente de California se desvía hacia el oeste y origina la Corriente Norecuatorial (Sverdrup et al, 1942). Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 10 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca Figura 3. Área de estudio, mostrando la ubicación de los campamentos pesqueros. Los círculos representan el área aproximada de pesca. Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 11 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca VI. MATERIAL Y MÉTODOS. Los organismos fueron obtenidos de diferentes campos pesqueros: Punta Belcher que se encuentra en Isla Magdalena ( 24º 15’ N y 112º 05’ W), con muestreos mensuales; Punta Lobos (23º 25’ N y 110º 15’ W), con muestreos quincenales y Las Barrancas (26° 04’ N y 112° 16’ W), donde se realizó un muestreo (Fig. 3). Estos sitios se seleccionaron en función de las facilidades otorgadas por los pescadores y donde el tiburón azul fue la especie más abundante en las capturas durante el periodo de estudio, el cual fue realizado de agosto del 2000 a marzo del 2003. La captura del tiburón se realiza de diferente manera en cada campo pesquero. Los organismos registrados en Punta Lobos, se capturaron con palangres que se colocaban desde 30 a 40 millas náuticas de distancia de la costa. Los palangres tenían aproximadamente 2.1 Km (1250 brazas) de línea principal, de la cual colgaban ramales con 17 m de distancia entre cada uno, con anzuelos del No.4, utilizando como carnada: dorado, diablo y pierna; los pescadores salen al amanecer y regresan por la tarde. En Punta Belcher se utilizan redes de enmalle de deriva de aproximadamente 200 m de largo por 25 m de fondo, con luz de malla de 10 a 12 pulgadas. Algunas ocasiones se utilizaron palangres de superficie poniendo como carnada: marlin, macarela y barrilete. Estos se encontraron desde 30 a 80 millas náuticas de la costa, los pescadores salen por la tarde, permanecen en marea toda la noche y regresan al amanecer. En Las Barrancas, se utilizan ambos artes de pesca colocándolas a una distancia desde 30 a 50 millas náuticas, aquí los pescadores salen por la mañana y regresan al atardecer. En el formato elaborado para fines del muestreo, se registró la especie, la cual fue identificada con las claves de Compagno et al (1995), se anotó la localidad de muestreo, fecha, distancia de la costa a la zona de pesca y método de pesca. A cada organismo se le tomó la longitud total (al centímetro más cercano), midiendo con una cinta métrica desde la punta del morro hasta el lóbulo superior de la aleta caudal (Compagno, 1984). Se determinó el sexo diferenciándose los machos de las hembras por presentar en las aletas pélvicas los gonopterigios (órganos copuladores) (Álvarez del Villar, 1978). Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 12 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca La distribución temporal se realizó, analizando el número de organismos capturados en los días de muestreo durante el periodo de estudio. Los datos de tallas fueron agrupados en tablas de frecuencias con intervalos de 10 cm (calculado con la regla de Sturges, en Daniel, 2002), para obtener la composición de tallas de la captura mediante histogramas de frecuencia para sexos combinados. Para determinar la proporción de sexos se contaron el total de organismos de cada sexo y se dividió el número de hembras entre el número de machos. Una vez obtenidas las proporciones se analizaron bajo la hipótesis nula de que existe una proporción de 1:1, la prueba estadística utilizada fue la χ2. La regla de decisión se realizó con una confianza del 95% (Daniel, 2002). Para determinar la madurez sexual del tiburón azul se registraron variables morfométricas y morfológicas de las estructuras reproductivas. Para obtener las gónadas, se realizó una incisión desde la cloaca hasta el centro de las aletas pectorales para permitir el acceso a la cavidad corporal y se colectó todo el aparato reproductor. En los machos se midió la longitud de los gonopterigios, se observó el grado de calcificación, la rotación, la apertura del rifiodón (puntal distal del gonopterigio), presencia de semen y hematomas (Clark et al., 1965; Aasen, 1966; Pratt, 1979) Además se hicieron cortes histológicos en la parte media del testículo, en el epidídimo, conductos deferentes y en la parte posterior de la vesícula seminal para observar el almacén de esperma y poder determinar el estado de madurez (Pratt y Tanaka, 1994). En las hembras se midió el diámetro del ovocito más grande, el ancho de la glándula oviducal y el ancho de los úteros. También se observó si presentaban ovocitos maduros en el ovario o huevos y/o embriones en el útero. Metten (1941; Olsen, 1954; Springer, 1960), Se realizaron cortes histológicos en la tercera parte posterior de la glándula oviducal, la parte media del ovario y parte media del útero. Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 13 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca Se realizaron análisis de regresión lineal, para observar si existía relación entre el largo del gonopterigio con la longitud total así como el grado de calficicación y la presencia de semen en los machos ya que según Pratt (1979) y Joung y Chen (1995) esta relación es un índice de madurez. En las hembras se realizó este mismo análisis con el diámetro de los ovocitos y la glándula oviducal con la longitud total ya que esto indica el comienzo del período de madurez (Natanson y Cailliet, 1986). La talla de primera madurez se estimó cuando el 50% de los individuos son sexualmente maduros en la frecuencia de clase (Pratt y Otake, 1990). La fecundidad uterina se determinó por medio del conteo de embriones o huevos fecundados por hembra; para hacer mas preciso este dato, se determinó también la fecundidad ovárica mediante el conteo de ovocitos maduros en el ovario (Pratt, 1979). La estimación del período de gestación se obtuvo a través de la variación del tamaño de los embriones, utilizando el promedio de talla mensual de la camada por hembra como un indicador de crecimiento de acuerdo a lo propuesto por Natanson y Cailliet (1986) y Francis y Stevens (2000). El tamaño de nacimiento se estimó de la comparación del tamaño máximo embrionario y el tamaño menor en las capturas ( Liu et al., 1999). Para el análisis histológico se realizó la técnica descrita por Martoja y Martoja- Pierson (1970). Las muestras fueron lavadas con agua corriente durante 6 a 8 horas, para eliminar el exceso de formol y urea y colocadas en alcoholal 70% durante dos o tres días. Posteriormente se realizó la deshidratación, la cual consistió en cambios sucesivos de alcohol a concentraciones crecientes en un procesador de tejidos e incluidas en Paraplast. Se realizaron cortes de 7 micras de grosor con un micrótomo tipo Minot y fueron colocadas en portaobjetos. Se colocaron en la estufa para disolver la parafina excedente y se hizo la tinción con Hematoxilina- Eosina en un teñidor de tejidos automático. Las muestras se montaron con Citoseal y la lectura de las laminillas se hizo con un microscopio óptico. Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 14 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca 7. RESULTADOS 7.1 Distribución temporal del tiburón azul en Baja California Sur. El tiburón azul fue la especie más importante durante el periodo de estudio (Agosto 2000-Marzo 2003), constituyendo el 63% de la captura total, seguido por el tiburón piloto Carcharhinus falciformis (16%) y el 21% restante estuvo integrado por Isurus oxyrinchus, Sphyrna lewini, S. zygaena y Alopias pelagicus. En total se registraron 1033 tiburones azules, 55 corresponden al año 2000 (agosto- diciembre); sin embargo, la mayor cantidad de tiburones se obtuvo en el 2001, con 638 de enero a julio. En 2002, la presencia de Prionace glauca fue más constante durante todo el año, aunque solo se registraron 162 tiburones. En el 2003 se obtuvieron 177 organismos (enero-marzo). Agrupando todos los meses de muestreo, se observó que las mayores capturas fueron en los meses de invierno-primavera (Fig.4). De los tres campos pesqueros que se visitaron, Punta Belcher fue la localidad más representativa con 930 organismos; mientras que en Las Barrancas se recolectaron 61 organismos en un solo muestreo y en Punta Lobos se obtuvieron 42 organismos (Tabla 1). 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 A go S ep O ct N ov D ic E ne Fe b M ar A br M ay Ju n Ju l Fe b A br M ay Ju n Ju l A go O ct N ov D ic E ne Fe b M ar Meses de muestreo N o. d e or ga ni sm os 2000 2001 2002 2003 Figura 4. Distribución temporal del tiburón azul durante el periodo de estudio. Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 15 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca Tabla 1. Número de organismos observados por mes, durante el periodo de agosto del 2000 a marzo del 2003, en las tres localidades de muestreo. Fecha de Muestreo Hembras Machos Total Hembras Machos Total Hembras Machos Total Ago-00 4 3 7 1 0 1 - - - Sep-00 12 7 19 - - - - - - Oct-00 5 10 15 1 2 3 - - - Nov-00 2 3 5 1 0 1 - - - Dic-00 - - - 4 1 5 - - - Ene-01 - - - 2 0 2 - - - Feb-01 90 50 140 - - - - - - Mar-01 73 81 154 2 1 3 - - - Abr-01 28 77 105 - - - - - - May-01 8 115 123 - - - - - - Jun-01 - - - 0 6 6 - - - Jul-01 1 89 90 0 6 6 - - - Ago-01 1 2 3 - - - - - - Feb-02 14 18 32 - - - - - - Abr-02 2 46 48 - - - - - - May-02 4 15 19 - - - - - - Jun-02 - - - 0 10 10 - - - Jul-02 0 4 4 0 2 2 - - - Ago-02 2 3 5 1 2 3 - - - Oct-02 0 7 7 - - - - - - Nov-02 3 3 6 - - - - - - Dic-02 23 9 32 - - - - - - Ene-03 43 41 84 - - - - - - Feb-03 9 23 32 - - - - - - Mar-03 - - - - - - 59 2 61 Total 324 606 930 12 30 42 59 2 61 PUNTA BELCHER LAS BARRANCASPUNTA LOBOS LOCALIDADES Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 16 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca 7.2 Composición de tallas. El intervalo de tallas fue de 81 cm a 270 cm de longitud total. Las tallas de los machos variaron desde 81 cm hasta 270 cm LT; mientras que en las hembras el intervalo fue de 90 cm hasta 252 cm de LT. El macho de menor tamaño se encontró en abril y la hembra más pequeña en febrero. En general la distribución de tallas es bimodal, con una presencia más importante de tallas juveniles para ambos sexos. En machos la moda más importante es en el intervalo entre 131-140 cm, que corresponde a juveniles y la segunda moda de 201-210 que corresponde a tiburones adultos. Por su parte las hembras presentan una primera moda en el intervalo de 121-130 cm y a una segunda entre 181-190 cm de LT. Los machos predominaron sobre las hembras en la mayoría de las tallas, también se observa que los organismos más grandes fueron machos con excepción de dos hembras de 238 cm y 252 cm LT. (Fig.5) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 80 -9 0 91 -1 00 10 1- 11 0 11 1- 12 0 12 1- 13 0 13 1- 14 0 14 1- 15 0 15 1- 16 0 16 1- 17 0 17 1- 18 0 18 1- 19 0 19 1- 20 0 20 1- 21 0 21 1- 22 0 22 1- 23 0 23 1- 24 0 24 1- 25 0 25 1- 26 0 26 1- 27 0 Intervalos de talla (cm) N o. in di vi du os . Machos Hembras Figura5. Composición de tallas total para machos y hembras del tiburón azul. Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 17 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca 7.3 Proporción de sexos. Durante todo el muestreo los machos fueron más abundantes que las hembras, presentando una proporción de sexos total de 0.63H:1M (χ2=50.7,p<0.05).Los juveniles presentaron una proporción de 0.7H:1M, siendo significativamente diferente (χ2=23.4, p<0.05). En los adultos la proporción fue de 0.5H:1M (χ2=31.8, p<0.05); mientras que los embriones presentaron una proporción de sexos de 1.01H:1M, sin presentar diferencias significativas (χ2=0.02, p>0.05);) (Fig.6a). Se observó que en invierno las hembras son más abundantes (1.3H:1M) (χ2=3.55, p>0.05); siendo la mayoría juveniles. En la primavera esta relación se invierte debido a que los machos son más abundantes (0.87H:1M) (χ2=2.3, p>0.05), pero sin llegar a existir diferencias significativas, por lo tanto la relación no es diferente de 1H:1M; en el verano la proporción es de 0.05H:1M (χ2=205, p< 0.05). En el otoño la proporción es de 0.8H:1M sin ser diferente de la proporción 1H:1M (χ2=0.64, p>0.05) (Fig.6b). La localidad más representativa fue Punta Belcher donde se observó una proporción de 0.53H:1M (χ2=83.1, p< 0.05); aunque en Punta Lobos el numero de organismos fue menor, mostró el mismo patrón de distribución, siendo mas abundantes los machos con una proporción de 0.43H:1M (χ2=7.04, p< 0.05); Mientras que en Las Barrancas la relación se invirtió notablemente con una proporción de 29H:1M (χ2=53.2, p> 0.05) (Fig.6c). Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 18 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca 49.7 59.0 66.2 50.3 41.0 33.8 0 20 40 60 80 100 Embriones Juveniles Adultos Estadio P or ce nt aj e de o rg an is m os . Machos Hembras a) 41.9 53.2 94.6 55.4 46.8 5.4 44.6 58.1 0 20 40 60 80 100 Invierno Primavera Verano Otoño Estaciones Po rc en ta je d e or ga ni sm os Machos Hembras b) 65.0 70.7 3.3 35.0 29.3 96.7 0 20 40 60 80 100 Punta Belcher Punta Lobos Las Barrancas Localidades de m uestreo Po rc en ta je d e or ga ni sm os Machos Hembras c) Figura 6. Proporción de sexos en el tiburón azul. a) por estadio, b) por estaciones y c) por localidades de muestreo. Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 19 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca 7.4 Madurez sexual en machos. Se hizo una descripción morfológica comparando las características de las estructuras del aparato reproductor, para determinar los estadios de juvenil y adulto. 7.4.1 Descripción del aparato reproductor: comparación entre juveniles y adultos. El aparato reproductor masculino consta de un par de testículos, el epidídimo y el órgano epigonal que se encuentran en pares; conductos deferentes, vesícula seminal (Fig.7 y 8).Testículos. En los juveniles del tiburón azul, los testículos son alargados y redondeados, de un color blanquecino a crema sin ser turgentes y el pliegue germinal es apenas visible; se encuentran en la parte anterior de la cavidad abdominal, embebidos en la porción anterior del órgano epigonal (Fig. 7). En los organismos más pequeños se observan las fases de espermatogénesis, pero sin llegar a la formación de espermatozoides o algunas veces se observan espermatozoides en la parte distal de la zona germinal, muy cerca de la zona de reabsorción.. En los adultos los testículos presentan una coloración crema a rosa con una textura más firme, con un pliegue en la parte ventral donde se encuentra la zona germinal (Fig. 8). Los testículos están compuestos de numerosos folículos que contienen células espermatogénicas y a diferencia de los juveniles aquí se observan todos los estados de desarrollo. Estos folículos presentan un desarrollo tipo diamétrico que va de la zona germinal hacia la periferia. Se observan folículos maduros con espermatozoides en la región media, entre la zona germinal y la zona distal del testículo (Fig. 9 y 10). Los espermatozoides son transportados al epidídimo a través de los conductos eferentes. Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 20 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca Figura 7. Morfología externa del aparato reproductor de un tiburón macho juvenil. Figura 8. Morfología externa del aparato reproductor de un tiburón macho adulto. Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 21 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca Figura 9. Esquema de un testículo de tipo diamétrico. 2 mm Zona germinal Zona media Zona de Reabsorción. Zona distal Figura 10. Corte transversal del testículo visto al microscopio, mostrando el desarrollo diamétrico de los folículos seminíferos. Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 22 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca Desarrollo de los folículos seminíferos. Dentro del testículo, el desarrollo de los folículos seminíferos empieza con la asociación de una sola célula germinal y de una sola célula de Sertoli, estos folículos se encuentran en la zona germinal (Fig.11a) y termina cuando los espermatozoides son liberados junto con células de Sertoli remanentes dentro del lumen de los conductos eferentes. En las primeras fases las espermatogonias están en la periferia de los folículos y las células de Sertoli están en el centro delimitando el lumen, después se incrementa el número de espermatogonias y las células de Sertoli empiezan a migrar a la periferia (Fig. 11b). Estas espermatogonias entran en la profase de la primera división meiótica, para llegar a ser espermatocitos primarios, que se encuentran abarcando todo el folículo. Durante esta fase los folículos incrementan notablemente su tamaño (Fig.11c) La fase de espermatocito secundario es de corta duración, seguido por el estado de espermátidas, donde se observan todas las células en la periferia y el centro despejado (Fig.11d) Aquí finaliza el proceso de espermatogénesis e inicia la espermiogénesis, que es la etapa donde se lleva a cabo la diferenciación de los espermatozoides. Como resultado de la meiosis se tienen 64 espermatozoides por célula de Sertoli (CS), las cuales se encuentran alrededor del folículo (Fig. 11e), y se observa un arreglo con las cabezas de los espermatozoides dirigidas hacia la periferia, éstas se tiñen fuertemente de azul y los flagelos se dirigen hacia el centro ligeramente en espiral (Fig. 11f) Posteriormente los espermatozoides son liberados en los conductos eferentes (Fig.11g). Del lado opuesto a la zona germinal está la zona de reabsorción, aquí se encuentran folículos con células de Sertoli remanentes y espermatozoides residuales, después de la liberación (Fig.11h). Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 23 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca a). Zona germinal b). Espermatogonias c). Espermatocitos d). Espermátidas 1 00µm 1 00µm 1 00µm 1 00µm 1 00µm 5 00µm e). Espermatozoides f). Arreglo de los espermatozoides 1 00µm 1 00µm g). Liberación de espermatozoides h). Folículos con restos de células de Sertoli. Figura 11. Fases del desarrollo de los folículos seminíferos en el tiburón azul. Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 24 B Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca Epidídimo. Al lado de cada testículo, se encuentra un epidídimo, los cuales se originan por detrás de los testículos. En los juveniles es delgado y liso, y no distinguen las regiones que lo conforman. Los conductos que constituyen el epidídimo (CE) se encuentran vacíos o en ocasiones con muy poco esperma, se observan también las glándulas de Leidyg (GL) (Fig. 12a) En los machos adultos el epidídimo se diferencia fácilmente en regiones; en la parte anterior hay una región que se caracteriza por ser voluminosa la cual se denomina cabeza; en corte transversal presenta una forma casi circular (Fig.12 b), después hay un adelgazamiento conocido como cuello y vuelve a ser más ancho en la parte posterior. Cuando los espermatozoides son expulsados del testículo, pasan por los conductos eferentes hasta llegar a los conductos del epidídimo que están constituidos de epitelio columnar simple (ECS). Estos espermatozoides almacenados (EA), se encuentran inmersos en una matriz secretada por las glándulas de Leydig (Fig. 12 c). En ocasiones se pueden observar agrupaciones de espermatozoides conocidos como espermatóforos (Fig. 12 d). 200 µm a) b) 5 0 µm c) d) Figura 12. Vista del Epidídimo a nivel microscopico; a) en un macho juvenil; b) en un macho adulto; c) Conductos con esperma y d) Espermatóforos. Abreviaturas: GL, Glándulas de Leidyg; CE, Conductos del Epidídimo; EA, Esperma Almacenado; ECS, Epitelio Columnar Simple. Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 25 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca Conductos deferentes. Los conductos deferentes, son la continuación de los conductos del epidídimo. En los juveniles son delgados y lisos, en ocasiones no son muy visibles ya que se encuentran inmersos en el riñón y aun no presentan espermatozoides o son muy escasos (Fig. 7). Mientras que en los adultos estos conductos constituyen el lugar donde se almacena el esperma, incrementando su grosor a medida que se acerca a la parte posterior del aparato reproductor. Dando una apariencia turgente y sinuosa, aun estando debajo del riñón.(Fig. 8). Los espermatozoides almacenados están libres o formando espermatóforos. Vesícula seminal. La vesícula seminal, es la parte posterior donde desembocan los conductos deferentes. En los juveniles es muy delgada y de un color blanquecino, esta constituida por epitelio columnar simple y es de forma circular, presenta pliegues delgados que se unen al epitelio.( Fig. 13 a). En los adultos la vesícula seminal es muy notoria, presentando una forma semialargada y en corte transversal es circular. En esta estructura los espermatozoides forman paquetes o grupos conocidos como espermatozeugmata. También se observan pliegues que incrementanla superficie para el intercambio de nutrientes (Fig. 13 b). Almacén de esperma. Los espermatozeugmata son masas cohesivas de matriz y espermatozoides. Los espermatozoides crean formas delimitadas con las cabezas hacia la parte interna del paquete; mientras que los flagelos se encuentran expuestos (Fig. 14 a). De acuerdo la clasificación de Pratt y Tanaka (1994), el tiburón azul presenta una espermatozeugmata de tipo compuesto; donde los espermatozoides periféricos, tienen los flagelos expuestos delimitando la agrupación con una capa externa (CE). Mientras que en la matriz (M) hay otros espermatozoides con los flagelos dirigidos hacia el centro formando proyecciones irregulares o capas internas (CI)(Fig.14 b y c). Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 26 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca a) b) Figura 13. Vesícula seminal; a) en un macho juvenil y b) en un macho adulto. ECS, Epitelio columnar simple; P, pliegues. a) b) c) Figura 14. Espermatozeugmata de tipo compuesto(SPZ). a) inmersos en la vesícula seminal. b) y c),constituido por una matriz (M), capas internas (CI) y la capa externa (CE). Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 27 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca 7.4.2 Escala de madurez en machos. Considerando las características morfológicas del aparato reproductor expuestas anteriormente, el análisis histológico y las características externas, se propone la siguiente escala de madurez. Machos inmaduros o juveniles (I): Se caracterizan por presentar testículos pequeños y suaves de un color crema, dentro de los cuales se observan espermatozoides en la parte distal; los conductos del epidídimo son pequeños están muy juntos al igual que los conductos deferentes, son lisos, el esperma es ausente o se encuentra en muy escaso, la vesícula seminal es lisa y no presentan agrupaciones de espermatozoides. Externamente los machos presentan gonopterigios que están en proceso de calcificación, sin embargo no rotan fácilmente, el rifiodón no se abre y se nota la ausencia de fluido seminal. Existe un periodo de transición debido a que los gonopterigios tienen un desarrollo gradual en cuanto al tamaño y la calficicación, sin embargo este periodo se considera dentro de los inmaduros debido a las demás características. Se registraron 432 machos en este estado Machos maduros o adultos. (II): Presentan testículos con una textura más firme, de un color rosa, en estos se presentan folículos seminíferos con espermatozoides maduros en la región media. En el epidídimo se diferencian fácilmente la cabeza y cuello y se observa gran cantidad de esperma. Los conductos deferentes son gruesos y sinuosos, debido al esperma almacenado, Se observan agrupaciones como espermatóforos o espermatozeugmata en la vesícula seminal. Los gonopterigios son grandes, se encuentran completamente calcificados, rotan fácilmente y el rifiodón puede abrirse, en algunos casos se observa un mucus blanco entre los pliegues de los gonopterigios. Dentro de la categoría se identificaron 194 tiburones. Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 28 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca 7.4.3 Talla de primera madurez en machos. La calcificación de los gonopterigios es la característica sexual más utilizada para determinar la madurez en los machos. Los gonopterigios, consisten en un par de apéndices cilíndricos y alargados que son modificaciones de la aletas pélvicas. Los tiburones azules machos que presentaban una longitud total menor a 150 cm LT presentaron en promedio, gonopterigios de 12 cm sin calcificar; después de los 150 cm se observó un aumento en el tamaño y calcificación de los gonopterigios, hasta los 170 cm. En esta talla los órganos copuladores alcanzan su desarrollo, con una longitud de 17 cm en promedio, incluyendo una calcificación total, fácil rotación y abertura del rifiodón (Fig.15). La talla de primera madurez en los machos ocurre a partir de los 180 cm de longitud total (Fig. 16). El macho más pequeño que presentó las características de madurez tenia una longitud total de 145 cm. Se observó que si existe relación entre el largo y ancho de los testículos con respecto a la longitud total del organismo, a medida que el organismo es más grande los testículos también incrementan su tamaño (Fig. 17 y 18). 0 5 10 15 20 25 30 35 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 Longitud total (cm) Lo ng itu d de l g on op te rig io (c m ) Sin calcificar Calcificados Semicalcificados Calcificados con SPZ r=0.9203 p>0.05 Figura 15. Relación entre la longitud total del tiburón con la longitud del gonopterigio en diferentes condiciones reproductivas. SPZ (espermatozeugmata). Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 29 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 1 6 0 1 8 0 2 0 0 2 2 0 2 4 0 2 6 0 L o n g itu d to ta l (c m ) Po rc en ta je d e M ad ur ez (% ) inm a d uro s m a d uro s Figura 16. Talla de primera madurez en machos. y = 0.0225x - 0.6781 0 1 2 3 4 5 6 7 80 110 140 170 200 230 260 290 Longitud total (cm) A nc ho d el te st íc ul o (c m ) r=8142 n=246 p>0.05 Figura 17. Relación de la longitud total del tiburón con el ancho de los testículos. y = 0.0649x - 2.3177 r=0.8341 0 5 10 15 20 25 80 110 140 170 200 230 260 290 Longitud total (cm) La rg o de l t es tíc ul o (c m ) n=246 p>0.05 Figura 18. Relación de la longitud total del tiburón con el largo de los testículos. Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 30 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca 7.5 Madurez sexual en las hembras. Se realizó una descripción morfológica, comparando las características de las estruct .5.1 Descripción del aparato reproductor: comparación entre juveniles y adultas. glándu Ovario. tiburón azul solo presenta el ovario derecho, que se encuentra en la parte anterior de la ca enta ovocitos visibles de un color rosa blanqu uras del aparato reproductor, para determinar los estadios de juvenil, subadulta y adulta. 7 El aparato reproductor femenino consiste de un ovario, un par de oviductos, las oviducales, órgano epigonal y úteros (Fig. 19). El vidad abdominal unido a una porción del órgano epigonal. En los juveniles el ovario es pequeño y los ovocitos no son muy visibles, los folículos son de un color blanquecino (Fig. 19). En la fase de subadulta el ovario está en desarrollo, ya que es de las últimas estructuras en madurar, se pueden observar ovocitos previtelogénicos (Fig. 20). En las hembras adultas, el ovario pres ecino y a medida que van madurando toman un color amarillento(Fig. 21 y 22). Este ovario es de tipo externo, constituido por un estroma de tejido conectivo, folículos y ovocitos que se encuentran expuestos, pero a la vez protegidos por una membrana fibrosa. Los ovocitos más desarrollados se encuentran en la parte anterior del ovario y los más pequeños están en la parte posterior ( Fig.23). Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 31 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca Figura 19. Morfología externa del aparato reproductor de una hembra inmadura Figura 20.Morfología externa del aparato reproductor de hembra subadulta. Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN.32 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca Figura 21. Morfología externa del aparato reproductor de una hembra grávida. Figura 22. Morfología externa del aparato reproductor de una hembra posparto. Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 33 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca 5 cm Figura 23. Ovario externo del tiburón azul. Glándula oviducal. El ostium es la abertura común de los dos oviductos, los cuales presentan un ensanchamiento en la parte anterior, a esta modificación se le conoce como glándula oviducal. En los juveniles los oviductos son muy delgados y muy poco desarrollados, la glándula oviducal, es muy pequeña y en ocasiones no se diferencia de los oviductos por presentar el mismo grosor y no tiene forma definida. En las hembras subadultas la glándula oviducal se desarrolla rápidamente diferenciándose de los oviductos que también aumentan su grosor. En las adultas la glándula adquiere forma de corazón y tiene tres funciones: almacenar esperma, fertilizar a los ovocitos y dar una cubierta al huevo. La glándula está compuesta por dos tejidos mayores delimitados por un lumen central, el cual en un corte transversal tiene forma de “S” (Fig. 24). Almacén de esperma. En cuanto al almacén de esperma, solo 13 de la 40 hembras en las que se realizaron cortes histológicos en la glándula oviducal, presentaron espermatozoides almacenados en los túbulos oviducales.(Fig.25). En las muestras de juveniles no se observó este fenómeno. Una hembra subadulta de 177 cm LT con marcas de cortejo, presentó abundante esperma en los túbulos oviducales y en el lumen central de la glándula oviducal. En las adultas se encontró almacén en 11 hembras; de manera abundante en hembras reproductivamente Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 34 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca activas las cuales presentaron ovocitos maduros y marcas de cortejo. Las hembras que tenían una cantidad moderada de esperma fueron las que presentaron embriones, asi como una hembra adulta sin actividad reproductiva y un hembra posparto (222 cm LT). En estos casos el esperma solo se encontró en los túbulos oviducales (Tabla 2). Una hembra de 208 cm de longitud total, capturada en el mes de agosto, sugiere que estaba a punto de la fertilización ya que presentaba los ovocitos más grandes (35 ovocitos de 2.4 cm de diámetro en promedio) y restos de tercer membrana en las glándulas oviducales. Estas presentaron las medidas más grandes (3.7 cm de largo por 3 cm de ancho) y con abundante esperma. El esperma se diferencia fácilmente al hacer la lectura de las laminillas debido a que los espermatozoides se tiñen de azul con la técnica de Hematoxilina-Eosina (Fig.26). Figura 24. Corte transversal de la glándula oviducal. AE, área de almacén de esperma. Figura 25. Almacén de esperma (AE) Figura 26. Túbulos oviducales con esperma en túbulos oviducales (TO). almacenado AE (en color azul). Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 35 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca Tabla 2. Relación de las hembras que presentaron almacén de esperma Talla Fecha de Estado de Cantidad de Localidad de Presencia de: Localizacion Materna Captura Madurez Esperma Muestreo del esperma 208 Ago-00 Adulta Abundante Punta Belcher Ovocitos maduros Túbulos 177 Feb-01 Subadulta Abundante Punta Belcher Marcas de cortejo Lumen y túbulos 203 Abr-01 Adulta Abundante Punta Belcher Marcas de cortejo Túbulos 205 Abr-01 Adulta Abundante Punta Belcher Marcas de cortejo Túbulos 252 Abr-01 Grávida Moderado Punta Belcher Embriones Túbulos 225 May-01 Adulta Abundante Punta Belcher Marcas de cortejo Lumen y tubulos 188 May-01 Adulta Moderado Punta Belcher Túbulos 201 Dic-02 Adulta Moderado Punta Belcher Huevos uterinos Túbulos 223 Feb-03 Grávida Moderado Punta Belcher Embriones Túbulos 189 Feb-03 Grávida Moderado Punta Belcher Embriones Túbulos 200 Mar-03 Adulta Poco Las Barrancas Túbulos 222 Mar-03 Postparto Poco Las Barrancas Túbulos 215 Mar-03 Adulta Moderado Las Barrancas Túbulos Úteros. La parte posterior de los oviductos se modifican conformando los úteros, los cuales varían su diámetro dependiendo de su condición reproductiva En hembras inmaduras, estos miden desde 0.5 cm hasta 1.6 cm de ancho. En las subadultas, los úteros presentan un engrosamiento, siendo más notables a simple vista, con un ancho que va desde 1.6 cm hasta 3 cm en promedio. En las hembras maduras se observaron úteros mayores a los 4 cm, observándose un incremento en el grosor de las paredes uterinas. En las hembras grávidas, los úteros pueden medir hasta 30 cm de ancho o más, ya que contienen a los embriones o huevos uterinos, a medida que los embriones incrementan su tamaño la pared de los úteros se va adelgazando hasta llegar a ser casi transparente. En las hembras posparto los úteros se encuentran distendidos con restos de material placentario, el cual se encuentra en reabsorción; los úteros pueden medir hasta 8 cm, pero la pared del útero presenta un grosor de 3 cm. Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 36 Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca Desarrollo embrionario El desarrollo embrionario en el tiburón azul ocurre dentro de los úteros durante todo el periodo de gestación, iniciando con la presencia de huevos o cápsulas uterinas. Una hembra de 194 cm capturada en septiembre presentó 9 huevos de 3.5 x 1.8 cm, de color amarillo, de forma ovoide, cubiertos por la tercer membrana (Fig. 27 a). Esta hembra también presentaba marcas de cortejo, así como 15 ovocitos maduros de 2 cm de diámetro, además de restos de tercer membrana en las glándulas oviducales, sugiriendo que estaba en pleno proceso de fertilización. Este tipo de huevos se observaron en 7 hembras más que presentaron embriones, sin embargo, estos huevos ya no continuaron su desarrollo, quedándose en esa fase mientras que los demás se desarrollaron en embriones. Los embriones más pequeños observados, midieron entre 3 y 6 cm de LT; aun presentaban filamentos branquiales externos y ya se encontraba formado el cordón umbilical y la pseudoplacenta (Fig. 27 b). En los embriones con talla superior a 10 cm, aun puede observarse restos de la tercer membrana, pero ésta desaparece al continuar el desarrollo (Fig. 27 c). El cordón umbilical va aumentando su longitud a medida que el embrión crece. El cordón es liso y se encuentra en la parte ventral en medio de las aletas pectorales del embrión y en su punta distal se encuentra la pseudoplacenta (Fig. 27 d) A partir de los 25 cm de LT, los embriones ya son una réplica exacta de un adulto, presentando la coloración característica de esta especie y no se observan restos de la tercer membrana (Fig. 27 e). Se encontraron embriones que no continuaron su desarrollo, por ejemplo se observó una hembra con embriones de 30 cm de LT, junto con dos embriones de 15 cm. En general los embriones presentan un acomodo especial, con la cabeza dirigida anteriormente; en ocasiones los embriones están separados uno de otro por una membrana delgada, que es una extensión de la pared del útero, pero sin llegar a formar compartimentos uterinos. Cuando ocurre el nacimiento, los embriones salen de cola, protegiendo la cabeza que es la parte más vulnerable; el cordón umbilical se desprende y solo queda una cicatriz umbilical, con la cual se les reconoce como neonatos a los organismos más pequeños de vida libre. Carrera-Fernández M. Tesis Maestría CICIMAR-IPN. 37 A Biología Reproductiva del Tiburón Azul Prionace glauca a)
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